JP3486950B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，中心電極の先端部の側
面に設けた金属チップと接地電極とが対向するスパーク
プラグ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，スパークプラグとしては，例えば，
中心電極の先端部の側面と接地電極とが対向し，上記側
面と接地電極との間隙において火花放電を発生させるも
のがある。そして，上記中心電極の側面には，耐消耗性
に優れた貴金属部材が配設されている。

【０００３】上記貴金属部材としては，例えば白金（Ｐ
ｔ）−イリジウム（Ｉｒ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等，
過酷な条件下での使用にも耐え得るものが用いられてい
る。上記貴金属部材は，リング状，またはキャップ状等
に形成され，中心電極の先端に嵌合し，接合されてい
る。中心電極は，耐熱Ｎｉ合金等の金属素材が用いられ
ている。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来のス
パークプラグにおいては，以下の問題点がある。即ち，
中心電極の消耗抑制に役立つ貴金属部材は，中心電極の
側面全周を囲んでいるが，接地電極と対向している部分
は，全量の内の一部分である。そのため，他の部分の貴
金属部材は何の働きもないまま，スパークプラグの寿命
と共に廃棄されてしまう。

【０００５】このように，貴金属部材は，未使用の部分
を多く残しながら，廃棄されるため，資源保護の立場か
ら好ましくない。また，コスト高でもある。加えて，キ
ャップ状の貴金属部材を用いる場合には，キャップ上面
の貴金属が全く無駄である。

【０００６】また，上記のごとく，貴金属部材は，中心
電極の金属素材に比べて，線膨張係数が小さい。従っ
て，上記のように，リング状又はキャップ状の貴金属部
材を中心電極に接合した場合，貴金属部材には，中心電
極との線膨張係数差による熱応力が加わり，多大な影響
を受ける。そのため，貴金属部材にクラックが発生する
おそれがある。甚だしい場合には，貴金属部材の剥離，
脱落を招く。また，剥離した貴金属片が火花ギャップ間
を橋絡する可能性もある。そのため，長期間の使用に耐
えることができないという問題がある。

【０００７】そこで，上記熱応力を回避するため，例え
ば上記貴金属部材を中心電極の先端部に挿入し，ろう付
けにより接合する方法がある（特開平４─９２３８３
号）。この方法においては，貴金属部材と中心電極との
間にろう材層が形成されるため，貴金属部材と中心電極
との熱応力が緩和される。しかし，このろう付け方法に
おいては，使用するろう材が高価であること，ろう付け
のための工程数が多いことなどのため，スパークプラグ
の製造コストが高くなる。

【０００８】また，他の方法として，リング状の貴金属
部材を中心電極の先端部に嵌合した後，中心電極を押し
出し成形し，中心電極の先端部の側面に環状貴金属部分
を配設する方法がある（特公昭６２─３１７９７号）。
そして，この方法を実用化するためには，貴金属部材の
線膨張係数を中心電極の金属素材の線膨張係数に近づけ
て，熱応力を緩和する方法が採られる。

【０００９】例えば，貴金属部材としてＰｔ−Ｉｒ−Ｎ
ｉ合金を用い，中心電極としてＮｉ合金を用いる場合に
は，貴金属部材に合金成分としてＮｉを多く添加するこ
とにより，貴金属部材の線膨張係数を増加させ，中心電
極の線膨張係数に近づけることができる。

【００１０】しかしながら，貴金属部材の熱膨張係数を
増加するために，合金成分（Ｎｉ）を増加する場合に
は，貴金属部材の融点が低下し，火花放電による消耗量
が増加するおそれがある。そのため，貴金属部材の寿命
を長期化するためには，非常に多くの貴金属を用いなけ
ればならない。そのため，コスト高となる。

【００１１】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，貴金
属の使用量を最少限にし，金属チップの接合信頼性に優
れ，かつ長期間使用することができる，スパークプラグ
の製造方法を提供しようとするものである。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】本発明は，第一電極を設けた金属ハウジン
グの内孔に碍子が挿入固定され，該碍子の内孔の中に第
二電極の脚部が挿入固定され，上記第二電極の先端部と
第一電極とが対向配置されており，かつ上記第二電極の
先端部には，上記第一電極と対向する位置に，上記第二
電極に比べて耐火花消耗性の金属又はその合金よりなる
金属チップを配置してなるスパークプラグの製造方法に
おいて，上記第二電極の製造は，金属素材を押し出し加
工して円柱状の第二電極に成形すると共にその先端部の
側面に平坦部を形成する平坦部形成工程と，上記平坦部
に金属チップを接合するチップ接合工程と，上記金属チ
ップを接合した上記第二電極の先端部を，塑性加工によ
り略円柱状に成形する塑性加工工程とよりなることを特
徴とするスパークプラグの製造方法にある。

【００１８】本発明の製造方法において最も注目すべき
ことは，第二電極を製造するに当たって，まず第二電極
の先端部の側面に平坦部を形成すること，次いで該平坦
部に金属チップを接合すること，次に金属チップを接合
した上記先端部を塑性加工することである。

【００１９】上記平坦部形成工程において，平坦部の形
成は，上記第二電極の押し出し加工の際又は押し出し加
工の後に行うことができる。上記平坦部は，第一電極と
対向配置させる金属チップを接合する部分であり，第一
電極の数に対応した数だけ１個ないし数個の面が形成さ
れる。上記第二電極としては，Ｎｉ合金及び銅芯よりな
る複合材等の金属素材を用いる。

【００２０】チップ接合工程において，上記平坦部に金
属チップを接合する方法としては，抵抗溶接方法，レー
ザー溶接等がある。上記金属チップは，円形，四角形等
の偏平のチップが好ましい。金属チップの平坦部への接
合及び上記塑性加工を，確実に行うことができるからで
ある。

【００２１】塑性加工工程において，塑性加工は，スウ
ェージング加工を行うことが好ましい。上記スウェージ
ング加工においては，例えば，内側加工面が弧状に湾曲
した加工型を用い，この加工型により第二電極の側面を
叮きながら押圧する。これにより，第二電極の先端部
を，円柱状，又は楕円柱状等の略円柱状に押圧成形す
る。

【００２２】上記円柱状の第二電極は，図１（ｄ）に示
すごとく，その断面が真円又は略円状である。また，第
二電極の先端部は略円柱状であり，その断面はおおよそ
円形である。具体的には，図１（ｃ），図２６（ｂ）に
示すごとく，第二電極の先端部の断面は略円状，または
楕円状であり，第二電極の上記平坦部が完全に円状に成
形されていない状態のものである。又は，真円形であっ
てもよい。

【００２３】また，上記塑性加工は，転造加工により行
うこともできる。転造加工においては，例えば同円周上
に配置された複数個の加工用ロールが回転しながら，第
二電極の側面に径方向の力を与える。これにより，第二
電極の先端部を略円柱形状に押圧成形する。

【００２４】また，上記スパークプラグの製造方法にお
いては，上記塑性加工工程よりも以前において，上記金
属チップの接合位置を識別するための識別手段を付与す
る識別手段付与工程を設け，次に，上記塑性加工を行っ
た第二電極の脚部を上記碍子の内孔内に挿入固定する脚
部固定工程を行い，次に，上記第二電極を固定した碍子
を金属ハウジングの内孔内に挿入固定すると共に，上記
識別手段の位置を所定の位置に位置決めして，第二電極
に設けた金属チップが第一電極に対向配置されるように
上記碍子を金属ハウジングに装着固定する装着工程を行
うことを特徴とするスパークプラグの製造方法がある。

【００２５】上記識別手段の付与は，塑性加工工程にお
いて，或いはそれ以前に行われる。上記識別手段は，例
えば，平坦部形成工程において形成することが好まし
い。この場合，識別手段は，平坦部，即ち，金属チップ
が接合される部位に対して定まった方向を示すように付
与される。

【００２６】上記識別手段の具体例としては，例えば，
第二電極の先端面又は側面に付与された，溝状，凸状，
ツノ状などの立体形状を有する識別マークがある。或い
は，線又は複数の点等，上記第二電極の先端面，側面な
どに塗料で平面的に描かれた識別マークなどがある。

【００２７】上記溝状，凸状等の立体形状を有する識別
マーク，或いは線又は複数の点等の識別マークは，第二
電極に平坦部を形成する際に付与することができる。上
記ツノ状の識別マークは，例えば第二電極の先端部を塑
性加工する際に付与することができる。上記識別手段は
それ以外の部分と表面光沢，表面粗度が相違するため，
ＣＣＤカメラなどの視覚装置等で認識することができ，
識別容易である。

【００２８】そして，以下に述べる装着工程において，
上記識別手段の位置及び方向をＣＣＤカメラ等の視覚手
段により認識し，第二電極を回転させる。そして金属チ
ップが第一電極に対向するように，識別手段の位置を位
置決めする。これにより，金属チップが第一電極に対向
配置される。

【００２９】また，塑性加工工程において，上記金属チ
ップを接合した上記第二電極の平坦部を，塑性加工によ
り略円柱状に成形し，上記金属チップの接合部位以外の
部位に，平坦部を残しておいてもよい。この平坦部は識
別手段として作用し，その位置を，視覚手段により認識
することにより，金属チップの位置を識別することがで
きる。上記残される平坦部は，第二電極の先端部の金属
チップの接合部位以外ならどこでもよく，例えば第二電
極の脚部に隣接した頸部や，第二電極の先端部の頭部で
もよい。

【００３０】また，塑性加工工程において，上記金属チ
ップを接合した上記第二電極の先端部を，塑性加工によ
り楕円柱状に成形してもよい。楕円柱状の先端部は識別
手段として作用し，その長径と短径との差を視覚手段に
より認識することにより，金属チップの位置を識別する
ことができる。この場合には楕円柱状の楕円の長径と短
径との差を０．０５ｍｍ以上とすることが好ましい。
０．０５ｍｍ未満の場合には，楕円柱状の長径と短径と
の差を識別することが困難となる。

【００３１】上記脚部固定工程においては，従来と同様
に，第二電極の脚部を碍子の内孔内に挿入し，これらを
ガラス溶着等により固定する。上記装着工程において
は，第二電極を挿入固定した碍子を金属ハウジングの内
孔内に挿入し，かしめなどにより固定する際，または上
記碍子を金属ハウジングに挿入する以前に，上記識別手
段の位置を，上記のごとく所定の位置に位置決めする。
そして，金属チップと第一電極との対向位置の調整を行
う。

【００３２】上記金属ハウジングには，予め第一電極が
設けられている。該第一電極の放電部は，該放電部と対
向配置している第二電極の先端部と同心円状の凹状の曲
面であることが好ましい（図１１参照）。これにより，
第一電極の放電部は，金属ハウジングとの対向面積が大
きくなり，より安定した火花放電を形成することができ
る。

【００３３】

【作用及び効果】本発明の製造方法により製造されるス
パークプラグは，第二電極の先端部には，金属チップ
が，第一電極と対向する位置にのみ接合している。その
ため，スパークプラグの寿命に対応した必要最少限の貴
金属もしくは貴金属合金を用いることになる。それ故，
資源の無駄使いもない。また，スパークプラグのコスト
も安くすることができ，経済的である。

【００３４】また，第二電極の先端部側面には，金属チ
ップが部分的に接合されており，従来のように上記先端
部の全周にわたって貴金属が環状に配設されていない。
そのため，第二電極と金属チップとの熱膨張係数が異な
っていても，第二電極の先端部は，金属チップの熱応力
を，吸収し，緩和することができる。

【００３５】従って，従来のように，キャップ状，又は
リング状の貴金属部材が第二電極の側面全周を締めつけ
ることがない。それ故，金属チップには亀裂が発生する
ことがなく，耐消耗性に優れている。従って，長寿命の
スパークプラグを得ることができる。

【００３６】また，金属チップは，第二電極の平坦部に
接合された後に，略円柱状に塑性成形される。この際，
金属チップの表面は，略円柱状に湾曲する。そのため，
上記金属チップを第一電極と対向配置するように金属ハ
ウジングに組み付けた場合，金属チップと接地電極との
位置に多少のズレが生じても，ばらつきのない火花放電
を発生させることができる。

【００３７】また，金属チップと第一電極との位置にズ
レが生じた場合，第二電極において，第一電極と最も接
近する部分は，常に金属チップである。そのため，第二
電極における金属チップの接合していない部分と第一電
極との間で火花放電が発生することもない。それ故，第
二電極が火花放電により消耗することを抑制することが
できる。

【００３８】また，本発明の上記製造方法によれば，上
記のごとき優れたスパークプラグが得られる。また，こ
の製造方法によれば，金属チップは，塑性加工を行うこ
とにより，第二電極の側面にその裏面が埋設されるた
め，第二電極の先端部との接合信頼性に優れている。

【００３９】また，塑性加工に先立って，金属チップを
第二電極の平坦部に仮接合するに当たっては，接合法の
制約がなく，通常の簡易な接合方法を行うことができ
る。そのため，抵抗溶接などの安価で大量生産に向いた
接合方法を行うことができる。以上のごとく，本発明に
よれば，金属チップの使用量を最少限にし，金属チップ
の接合信頼性に優れ，かつ長期間使用することができ
る，スパークプラグ及びその製造方法を提供することが
できる。

【００４０】

【実施例】実施例１ 本発明の実施例にかかるスパークプラグ及びその製造方
法について，図１〜図９を用いて説明する。上記スパー
クプラグは，図２に示すごとく，接地電極２１，２２を
設けた金属ハウジング５の内孔５０に，碍子４が挿入固
定されている。該碍子４の内孔４０の中には，中心電極
１の脚部１１が挿入固定されている。

【００４１】上記中心電極１の先端部１０は，一対の接
地電極２１，２２と対向配置されている。上記先端部１
０における，接地電極２１，２２と対向する位置には，
金属チップ３１，３２が配置されている。金属チップ３
１，３２は，図１（ｄ），図８に示すごとく，円柱状の
中心電極１における先端部１０の側面に埋設接合されて
いると共に，金属チップ３１，３２の外周面は中心電極
１の側面に沿って円弧状に形成されている。上記接地電
極２１，２２の先端は，図９に示すごとく，それぞれ平
面状の放電部２３，２４を有する。

【００４２】次に，上記スパークプラグの製造方法につ
いて説明する。まず，中心電極を製造するに当たって
は，図１（ａ）に示すごとく，金属素材を押し出し加工
して円柱状の中心電極１に成形すると共に，その先端部
１０の側面に平坦部１１１，１１２を形成する平坦部形
成工程を行う。

【００４３】次に，図１（ｂ）に示すごとく，上記平坦
部１１１，１１２に金属チップ３１，３２を接合するチ
ップ接合工程を行う。次に，図１（ｃ），（ｄ）に示す
ごとく，上記金属チップ３１，３２を接合した上記先端
部１０を塑性加工により，略円柱状に成形する塑性加工
工程を行う。これにより，中心電極１が得られる。

【００４４】以下，上記製造方法について，図１〜図８
を用いて詳説する。まず，平坦部形成工程においては，
図３，図１（ａ）に示すごとく，Ｎｉ合金及び銅芯より
なる複合材を押し出し加工して，円柱状の中心電極１に
成形する。また，該中心電極１の先端部１０の側面に，
平坦部１１１，１１２を形成する。平坦部１１１，１１
２の形成は，中心電極１の押し出し加工の際，又は押し
出し加工の後に両側面を切除或いは押しつぶすことによ
り行う。

【００４５】次に，チップ接合工程においては，図４に
示すごとく，一方の平坦部１１１に金属チップ３１を接
合する。接合に当たっては，溶接電極６１，６９により
上記先端部１０及び金属チップ３１に加圧通電し，抵抗
溶接する。次いで，図５に示すごとく，他方の平坦部１
１２に金属チップ３２を，上記と同様にして溶接接合す
る。

【００４６】これにより，図６，図１（ｂ）に示すごと
く，中心電極１の平坦部１１１，１１２に，各々金属チ
ップ３１，３２が接合される。金属チップ３１，３２
は，直径０．９ｍｍ，厚み０．４ｍｍの円板状であり，
７８ｗｔ％Ｐｔ─２０ｗｔ％Ｉｒ─２ｗｔ％Ｎｉ合金を
用いている。

【００４７】次に，塑性加工工程においては，図７に示
すごとく，スウェージング加工により，金属チップ１を
接合した上記先端部１０を，塑性加工により略円柱状に
成形する。塑性加工を行うに当たっては，加工面が凹状
の円弧状に湾曲した複数の歯９１〜９４を用いる。そし
て，この歯を中心電極１の周囲に回転させながら，その
側面を打撃し，径方向に力を与える。また，中心電極１
の側面を上記歯で押圧すると共に，中心電極１の先端面
から軸方向の所定加工長さに達するまで押圧する。

【００４８】これにより，図８，図１（ｄ）に示すごと
く，上記先端部１０及び先端面１００が押圧成形され
て，その断面が直径Ｄ₁ ＝Ｄ₂ の真円形となる。また，
先端部１０の形状は，図１（ｃ）に示す略円柱状でもよ
い。即ち，図１（ｃ）に示す中心電極は，金属チップ３
１，３２が中心電極１中に完全に埋め込まれておらず，
同図（ｄ）に示すごとく，断面が真円状ではない。しか
し，中心電極１の外周面１１９と金属チップ３１，３２
の外周面３１９，３２９はほぼ同一の円上にある。ま
た，中心電極１の先端面１００はダイにより押圧され
て，平面状に成形される。

【００４９】次に，図２に示すごとく，上記中心電極１
の脚部１１を碍子４の内孔４０内に挿入する。次いで，
内孔４０の中に導電性ガラス１３４，及び内蔵抵抗１３
５を投入し，端子１３６を挿入する。次に，上記碍子４
を加熱し，導電性ガラス１３４を溶融固着させる。これ
により，碍子４，中心電極１，導電性ガラス１３４，内
蔵抵抗１３５，及び端子１３６が一体化される。

【００５０】一方，金属ハウジング５には，予め接地電
極２１，２２を溶接し，これを所定の形状と向きに曲げ
加工しておく。次に，上記のように中心電極１と一体化
された碍子４を，中心電極１の金属チップ３１，３２が
接地電極２１，２２に対向配置するように，位置決めを
行う。そして，上記碍子４を金属ハウジング５の内孔５
０内に挿入固定し，中心電極１の金属チップ３１，３２
と接地電極２１，２２とを対向配置させる。

【００５１】この際，碍子４と金属ハウジング５との気
密性を確保するために，ガスケット１３１，１３２も同
時に組み付ける。次いで，金属ハウジング５の上下両端
に高電圧を流すと共に，金属ハウジング５の腹部５１を
押圧し，かしめる。これにより，碍子４が金属ハウジン
グ５に固定され，一体化され，スパークプラグが得られ
る。

【００５２】次に，本例の作用効果について説明する。
上記スパークプラグにおいては，中心電極１の先端部１
０に，金属チップ３１，３２を，各々接地電極２１，２
２と対向する位置のみに接合している。そのため，スパ
ークプラグの火花放電に用いる必要最少限の貴金属合金
を用いることになる。それ故，金属チップ３１，３２
は，その殆どが有効に火花放電に用いられ，未使用の部
分が殆どない状態で，スパークプラグの寿命と共に廃棄
される。従って，資源の無駄使いがなく，スパークプラ
グのコストも安くすることができ，経済的である。

【００５３】また，中心電極１の先端部１０の側面に
は，金属チップ３１，３２が部分的に接合されている。
そのため，中心電極１と金属チップ３１，３２との熱膨
張係数が異なっていても，中心電極１の先端部１０は，
金属チップ３１，３２の熱応力を，吸収し，緩和するこ
とができる。それ故，金属チップ３１，３２には亀裂が
発生することがなく，耐消耗性に優れている。従って，
スパークプラグの長寿命化を図ることができる。

【００５４】また，金属チップ３１，３２は，塑性加工
を行うことにより，中心電極１の側面に埋設された状態
となるため，中心電極１の先端部１０との接合信頼性に
優れている。また，上記金属チップを接合するに当たっ
ては，通常の接合方法でかつ簡易な抵抗溶接等を行って
いる。そのため，安価で大量に，スパークプラグを生産
することができる。

【００５５】また，図９に示すごとく，接地電極２１，
２２と金属チップ３１，３２とを対向させるように，中
心電極１を金属ハウジングに組み付ける場合，接地電極
２１，２２の中心線に対する中心電極１の回転ズレθは
不可避な場合がある。しかし，本例のスパークプラグ
は，中心電極１の先端部１０及び金属チップ３１，３２
が略円柱状に湾曲しているので，この回転ズレθは火花
放電に悪影響を与えない。

【００５６】即ち，中心電極１の先端部１０を塑性加工
により円柱状とすると，回転ズレθがあっても火花ギャ
ップＧ₁ は，殆どバラつかない。また，回転ズレθが大
きくても，中心電極１において接地電極２１，２２と最
も接近する部分は，常に金属チップ３１，３２である。
そのため，火花放電は，常に金属チップ３１，３２と接
地電極２１，２２の間で形成される。

【００５７】従って，中心電極１における金属チップ３
１，３２が接合されていない部分と，接地電極１との間
で火花放電が発生することもない。そのため，中心電極
１が火花放電により消耗することを抑制することができ
る。

【００５８】比較例１ 本例においては，実施例１のスパークプラグとの比較の
ために，図１０に示すごとく，塑性加工を行わない中心
電極１，即ち平坦部１１１，１１２に金属チップ３１，
３２を接合したままの中心電極１を，金属ハウジングに
組み付けた。接地電極２１，２２の中心線に対して中心
電極１の断面は，接地電極２１，２２と金属チップ３
１，３２との回転ズレθにより線対称の関係でなくな
る。そのため，接地電極２１，２２の放電部２３，２４
と金属チップ３１，３２との間の火花ギャップＧ₂ ，Ｇ
₃ は，大きくばらつく。

【００５９】また，回転ズレθの大きい場合には，中心
電極１において，接地電極２１，２２と最も接近する部
分は平坦部１１１，１１２の縁部１１１０，１１２０と
なる。そのため，火花ギャップＧ₂ ，Ｇ₃ は，金属チッ
プ３１，３２により被覆されていない上記縁部１１１
０，１１２０において形成される。そのため，中心電極
１の消耗が激しく，短期間で使用不能となる。このこと
から，実施例１に示した塑性加工を行わない場合には，
スパークプラグは，品質のバラツキが大きく，短寿命な
ものとなる。

【００６０】比較例２ 本例においては，実施例１のスパークプラグとの比較の
ために，円柱状の中心電極側面に，平面状の金属チップ
を溶接した。この場合，金属チップの平面と中心電極の
曲面とが接触して溶接が開始されるが，両者の接触面積
が小さいため，接触抵抗が大きく，過度に発熱してしま
う。そのため，中心電極のＮｉ合金の多くが金属チップ
と溶融し合金化する。これにより，金属チップに低融点
のＮｉが固溶し，金属チップの融点が低下する。

【００６１】また，溶融した部分が一部四散し，バリと
なって外観を損なう。また，このバリが火花放電を橋絡
する可能性もある。このような過度の溶融を避けるため
に，溶接電流を低くすることが考えられるが，その場合
には溶接不充分となる。特に，溶接初期に接触しない部
位は，殆ど溶接されない。

【００６２】このことから，金属チップが平面であり，
中心電極の側面が曲面である場合の溶接は不充分となり
やすい。それ故，上記実施例１のごとく，中心電極の側
面を平坦部となし，これに金属チップを溶接することが
良いことが分かる。

【００６３】比較例３ 本例においては，実施例１のスパークプラグとの比較の
ために，中心電極側面に，予め曲面状に成形された金属
チップを溶接した。該金属チップは，円柱状の中心電極
側面に沿うように，湾曲している。この場合には，金属
チップを曲面とするのに複雑な工程を要し，コストがか
かる。また，加工の寸法バラツキにより，平面−曲面の
溶接（比較例２）のように，非常に小さい部分でしか接
触しない場合がある。

【００６４】即ち，中心電極側面の曲率よりも金属チッ
プの曲率が大きい場合には，金属チップの周辺部が中心
電極側面と接触して溶接が開始される。逆に，中心電極
側面の曲率よりも金属チップの曲率が小さい場合には，
金属チップの中央部が中心電極側面と接触して溶接が開
始される。いずれの場合にも，中心電極と金属チップと
の溶接が不安定となり，その品質にバラツキが生じやす
い。そのため，本比較例のスパークプラグは，大量生産
には不向きである。

【００６５】実施例２ 本例のスパークプラグは，図１１に示すごとく，接地電
極２１，２２の放電部２５，２６が中心電極１の先端部
１０と同心円状の凹状曲面である。その他は，実施例１
と同様である。上記スパークプラグにおいては，接地電
極２１，２２の放電部２５，２６と金属チップ３１，３
２との対向面積が大きい。

【００６６】そのため，接地電極２１，２２の中心線に
対する中心電極１の回転ズレθが大きくても，常に上記
放電部２５，２６と金属チップ３１，３２との距離は一
定である。それ故，両者間で形成される火花ギャップＧ
₄ ，Ｇ₅ ，Ｇ₆ には，バラつきがない。従って，本例の
スパークプラグによれば，より安定した火花放電を得る
ことができる。その他，本例によれば，実施例１と同様
の効果を得ることができる。

【００６７】実施例３ 本例のスパークプラグは，図１２，図１３に示すごと
く，中心電極１の先端部１０に，３つの金属チップ３
５，３６，３７を接合している。そして，金属ハウジン
グには，上記各金属チップに対応した３つの接地電極が
設けられている（図示略）。

【００６８】次に，上記スパークプラグの製造方法につ
いて説明する。まず，中心電極１を作製する。即ち，図
１２（ａ），（ｂ）に示すごとく，中心電極１の先端部
１０の３か所に，平坦部１１３，１１４，１１５を形成
する。次いで，上記平坦部１１３，１１４，１１５に，
金属チップ３５，３６，３７を溶接接合する。

【００６９】次に，実施例１と同様にして，中心電極１
の先端部１０に塑性加工を施し，図１３に示すごとく，
略円柱形状にする。その後，実施例１と同様にして，上
記中心電極１を碍子に固定する。次いで，３つの接地電
極を設けた金属ハウジングに，上記碍子を固定する。こ
れにより，本例のスパークプラグを得る。その他は，実
施例１と同様である。本例においても，実施例１と同様
の効果を得ることができる。

【００７０】実施例４ 本例のスパークプラグは，図１４に示すごとく，四角形
状の金属チップ３８，３９を，中心電極１の先端部１０
に接合している。その他は，実施例１と同様である。本
例においても，実施例１と同様の効果を得ることができ
る。

【００７１】実施例５ 本例のスパークプラグにおいては，図１５，図１６に示
すごとく，中心電極１に金属チップ３１，３２の位置を
識別するための識別マーク１１６を施したものである。
そして，該識別マーク１１６をＣＣＤカメラなどの視覚
装置７１により識別して，中心電極１の位置決めをおこ
なっている。

【００７２】以下，上記スパークプラグの製造方法につ
いて詳説する。まず，図１５に示すごとく，識別マーク
１１６を付与した中心電極１を製造する。即ち，平坦部
形成工程において中心電極１を押し出し成形にて加工す
る際に平坦部１１１，１１２を設けると共に，中心電極
１の先端面１００にＶ字状溝の識別マーク１１６を設け
る識別手段付与工程を行う。

【００７３】識別マーク１１６は，平坦部１１１，１１
２における金属チップが接合する部位に対して，定まっ
た方向に形成されている。上記識別マーク１１６は，平
坦部１１１，１１２に対して平行に設けてあるが，垂直
であってもよい。また，任意の方向に向けることができ
る。

【００７４】次に，チップ接合工程において，実施例と
同様に平坦部１１１，１１２に，各々金属チップ３１．
３２を抵抗溶接する。次に，塑性加工工程において中心
電極１の先端部１０を略円柱状に加工し，次いで，脚部
固定工程において中心電極１の脚部１１を碍子の内孔内
に挿入固定する。

【００７５】次に，装着工程において，図１６に示すご
とく，中心電極１の先端面１００側の上方に，ＣＣＤカ
メラ等の視覚装置７１を設置し，光７を中心電極１の先
端面１００に向けて発する。このとき，上記識別マーク
１１６における光７の反射状態は，中心電極１の先端面
１００における他の部位と異なる。そのため，この光の
反射量の違いを認識して，識別マーク１１６の位置及び
方向，即ち金属チップ３１，３２の位置を識別する。

【００７６】そして，図１７に示すごとく，上記のよう
に中心電極１が固定されている碍子４を，ステッピング
モータ等により回転させ，金属チップ３１，３２が金属
ハウジング５の接地電極２２，２３と対面するように，
識別マーク１１６の位置を位置決めする。これにより，
金属チップ３１，３２が接地電極２１，２２に対向配置
される。

【００７７】次に，上記碍子４をその状態で金属ハウジ
ング５の内孔５０内に挿入し，実施例１に示したよう
に，かしめ固定する。これにより，中心電極１の金属チ
ップ３１，３２と接地電極２１，２２の放電部２１０，
２２０とが対向配置される。その他は，実施例１と同様
である。

【００７８】次に，本例の作用効果について説明する。
本例のスパークプラグにおいては，図１６に示すごと
く，中心電極１の先端面１００に識別マーク１１６を形
成している。そのため，該識別マーク１１６の位置及び
方向を視覚装置７１により識別することにより，中心電
極１と接地電極２１，２２の方向を正確にあわせること
ができる。それ故，中心電極１に接合された金属チップ
３１，３２と接地電極２１，２２の放電部２１０，２２
０とを，確実に対向配置させることができる。その他，
実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００７９】実施例６ 本例においては，図１８（ａ），（ｂ）に示すごとく，
凸状の識別マーク１１７が中心電極１の先端面１００に
付与されている。その他は，実施例５と同様である。本
例においても，実施例５と同様の効果を得ることができ
る。

【００８０】実施例７ 本例においては，図１９に示すごとく，中心電極１の先
端面１００に，線状の識別マーク１１８が付与されてい
る。該識別マーク１１８は，レーザ加工により形成され
たもので，先端面１００における他の部位と表面粗度が
異なる。その他は，実施例５と同様である。本例におい
ても，実施例５と同様の効果を得ることができる。

【００８１】実施例８ 本例においては，図２０に示すごとく，中心電極１の先
端面１００に，２つの点からなる識別マーク１１９が付
与されている。その他は，実施例７と同様である。本例
において，識別マーク１１９は，２つの点からなる。そ
のため，実施例７と同様に識別マーク１１９の方向を視
覚装置等により識別することにより，正確に中心電極１
の位置合わせを行うことができる。その他，実施例７と
同様の効果を得ることができる。

【００８２】実施例９ 本例においては，塑性成形工程において，図２１
（ａ），（ｂ）に示すごとく，中心電極１の先端面１０
０に，ツノ状の識別マーク１２１，１２２を形成してい
る。上記識別マーク１２１，１２２は，先端面１００に
おける他の部位に比べて，一段と高くツノ状に突出して
いる。

【００８３】即ち，塑性成形工程において，中心電極の
先端面を押圧することなく，中心電極の側面のみを歯に
より押圧する。これにより，平坦部以外の中心電極側面
は，その部分に対向する歯により，最も押圧される（図
７参照）。そして，押圧されていない先端面，特に平坦
部以外の側面上端に，先端部の金属素材が押し上げられ
る。こうして，平坦部以外の側面上端，即ち，金属チッ
プ３１，３２に対して垂直な部位に，ツノ形状の識別マ
ーク１２１，１２２が形成される。

【００８４】上記識別マークを識別するに当たっては，
図２２に示すごとく，中心電極１の両側に視覚装置７１
と光源７２を設置する。そして，光源７２から，中心電
極１の側面に向けて光７０を発する。この時，中心電極
１をステッピングモータ等により回転させる。この光
は，ツノ状の識別マーク１２１，１２２の部分では遮断
され，両者の間は通過するため，中心電極１の回転に伴
い，通過する光の量が変化して視覚装置７１に入る。そ
れ故，ツノ状の識別マーク１２１，１２２の位置及び方
向が識別される。

【００８５】そして，前記のごとく，一体化された中心
電極１及び碍子４を回転させて，金属チップ３１，３２
の位置を正確に合わせる。その後，実施例５と同様に，
上記碍子４を金属ハウジングに固定する。その他は，実
施例５と同様である。

【００８６】本例においては，塑性成形工程において，
中心電極１の塑性成形と同時に識別マーク１２１，１２
２を形成している。そのため，識別マークの付与が容易
である。その他，実施例５と同様の効果を得ることがで
きる。

【００８７】実施例１０ 本例においては，図２３に示すごとく，塑性加工として
転造加工を用い，略円柱状の中心電極１を作製した。転
造加工においては，同円周上に配置された複数個の円形
状の加工用ロール９５，９６，９７が回転しながら，中
心電極１の側面部に径方向の力を与える。これにより，
中心電極１は，側面方向から加圧されて，径方向の断面
積が減少する。また，中心電極１の先端部１０も略円柱
形状に押圧成形される。その他は実施例１と同様であ
る。本例においても，実施例１と同様の効果を得ること
ができる。

【００８８】実施例１１ 本例においては，図２４，図２５に示すごとく，中心電
極１の頸部１０９における対向面を，平坦部１１１，１
１２としたものである。即ち，図２４に示すごとく，塑
性加工工程において，中心電極１の金属チップ３１，３
２の接合部位を円形断面（図２４（ｂ））に加工し，か
つ金属チップ３１，３２の接合部位以外の部分，即ち頸
部１０９を，加工前の平坦部１１１，１１２のまま残し
て加工している（図２４（ｃ））。

【００８９】金属チップ３１，３２の接合部位の直径Ｄ
₁ ＝Ｄ₂ は，金属チップ３１，３２の断面積分だけ，中
心電極１の平坦部１１１，１１２の径ｄよりも大きくな
る。上記加工は，スウェージングもしくは転造加工によ
り行なう。

【００９０】次に，図２５に示すごとく，レーザ光源７
３から，レーザ光７を，平坦部１１１，１１が残った中
心電極１の先端部１０を狙って照射する。中心電極１の
先端部１０により遮られなかったレーザ光７の光量を，
受光センサ７４により計測する。

【００９１】中心電極１をステップモータ等により回転
させつつ，上記光量を測定すると，平坦部１１１，１１
２の面がレーザ光７の照射方向と同一方向に位置したと
き，レーザ光７の通過量が最大となる。このときのレー
ザ光の最大量を受光センサ７４で認識することにより，
平坦部１１１，１１２の真上に位置する金属チップ３
１，３２の位置が識別できる。

【００９２】上記金属チップの位置の識別は，中心電極
を碍子や金属ハウジング４に組み付ける工程の前，中，
後，いずれの場合にも行なうことができる。その他は実
施例１と同様である。

【００９３】本例においては，塑性加工を金属チップ３
１，３２の接合部位だけに施すことにより，識別手段と
しての平坦部１１１，１１２が残る。かかる平坦部１１
１，１１２の位置を認識することにより，金属チップ３
１，３２の位置を識別することができる。それ故，中心
電極１に識別手段を形成する工程を別途設ける必要もな
い。従って，本例によれば，容易に金属チップ３１，３
２の位置を識別することができる。その他，本例におい
ても，実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００９４】実施例１２ 本例においては，図２６に示すごとく，塑性加工工程に
おいて，中心電極１の先端部１０を楕円柱状に加工して
いる。楕円柱の形状は，先端部１０が真円柱状となる前
に塑性加工を終了することにより形成される。先端部１
０の断面は，短径Ｄ₁ と長径Ｄ₂ との差が０．０５ｍｍ
以上の楕円である。

【００９５】実施例１１と同様に中心電極１の先端部１
０にレーザ光を照射すると，長径Ｄ₂ がレーザ光の照射
方向と同一方向に位置したとき，レーザ光の通過量が最
大となる。このときのレーザ光の最大量を受光センサで
認識することにより，長径Ｄ₂ の部分に位置する金属チ
ップ３１，３２の位置が識別できる。その他は実施例１
１と同様である。

【００９６】本例においては，中心電極の先端部１０
が，真円柱状となる以前に楕円柱状で加工を終了してい
る。そのため，塑性加工を短時間に行なうことができ
る。また，金属チップ３１，３２の表面は略円弧状であ
るため，図２７に示すごとく，接地電極２１，２２との
間に，ばらつきの少ない火花放電を行なうことができ
る。その他，本例においても実施例１１と同様の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のスパークプラグの製造工程説明図。

【図２】実施例１のスパークプラグの一部断面側面図。

【図３】実施例１の平坦部形成工程における，中心電極
の正面図（ａ）及び平面図（ｂ）。

【図４】図３に続く，実施例１のチップ接合工程説明
図。

【図５】図４に続く，チップ接合工程説明図。

【図６】実施例１のチップ接合工程において，金属チッ
プが接合された，中心電極の正面図（ａ），平面図
（ｂ），及び斜視図（ｃ）。

【図７】図６に続く，実施例１の塑性加工工程の説明
図。

【図８】実施例１の塑性加工工程において加工された，
中心電極の正面図（ａ）及び断面図（ｂ）。

【図９】実施例１のスパークプラグにおいて，中心電極
の金属チップと接地電極との配置状態を示す説明図。

【図１０】比較例１のスパークプラグにおいて，中心電
極の金属チップと接地電極との配置状態を示す説明図。

【図１１】実施例２のスパークプラグにおいて，中心電
極の金属チップと接地電極との配置状態を示す説明図。

【図１２】実施例３のチップ接合工程において，金属チ
ップが接合された中心電極の正面図（ａ）及び平面図
（ｂ）。

【図１３】実施例３の塑性加工工程において，塑性加工
された中心電極の正面図（ａ）及び平面図（ｂ）。

【図１４】実施例４において，塑性加工された中心電極
の正面図（ａ）及び平面図（ｂ）。

【図１５】実施例５の平坦部形成工程における，中心電
極の斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）。

【図１６】実施例５において，視覚装置により識別マー
クを識別している状態を示す説明図。

【図１７】実施例５において，一体化された中心電極及
び碍子を，金属ハウジングの内孔内に挿入する状態を示
す説明図。

【図１８】実施例６の平坦部形成工程における，中心電
極の正面図（ａ）及び平面図（ｂ）。

【図１９】実施例７の平坦部形成工程における，中心電
極の平面図。

【図２０】実施例８の平坦部形成工程における，中心電
極の平面図。

【図２１】実施例９の塑性加工工程により加工された中
心電極の斜視図（ａ）および平面図（ｂ）。

【図２２】実施例９において，視覚装置により識別マー
クを識別している状態を示す説明図。

【図２３】実施例１０の塑性加工工程の説明図。

【図２４】実施例１１の，中心電極の，正面図（ａ），
その先端部の断面図（ｂ），及びその頸部の断面図
（ｃ）。

【図２５】実施例１１の，金属チップの位置の識別方法
を示す説明図。

【図２６】実施例１２の，中心電極の正面図（ａ）及び
断面図（ｂ）。

【図２７】実施例１２の，中心電極の金属チップと接地
電極との配置状態を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．中心電極， １０．．．先端部， １１．．．脚部， １００．．．先端面， １１１〜１１５．．．平坦部， １１６〜１１９，１２１，１２２．．．識別マーク， １１６〜１１９．．．接地電極， ３１，３２，３５〜３９．．．金属チップ， ４．．．碍子， ４０，５０．．．内孔， ５．．．金属ハウジング，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−290952（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−57280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−62084（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−114455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−40885（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−41529（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01T 13/00 - 21/06

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一電極を設けた金属ハウジングの内孔
   に碍子が挿入固定され，該碍子の内孔の中に第二電極の
   脚部が挿入固定され，上記第二電極の先端部と第一電極
   とが対向配置されており，かつ上記第二電極の先端部に
   は，上記第一電極と対向する位置に，上記第二電極に比
   べて耐火花消耗性の金属又はその合金よりなる金属チッ
   プを配置してなるスパークプラグの製造方法において， 上記第二電極の製造は，金属素材を押し出し加工して円
   柱状の第二電極に成形すると共にその先端部の側面に平
   坦部を形成する平坦部形成工程と，上記平坦部に金属チ
   ップを接合するチップ接合工程と，上記金属チップを接
   合した上記第二電極の先端部を，塑性加工により略円柱
   状に成形する塑性加工工程とよりなることを特徴とする
   スパークプラグの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記平坦部の形成
   は，上記押し出し加工の際又は押し出し加工の後に行う
   ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記塑性加工
   は，スウェージング加工もしくは転造加工であることを
   特徴とするスパークプラグの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
   上記塑性加工工程よりも以前において，上記金属チップ
   の接合位置を識別するための識別手段を付与する識別手
   段付与工程を設け，次に，上記塑性加工を行った第二電
   極の脚部を上記碍子の内孔内に挿入固定する脚部固定工
   程を行い，次に，上記第二電極を固定した碍子を金属ハ
   ウジングの内孔内に挿入固定すると共に，上記識別手段
   の位置を所定の位置に位置決めして，第二電極に設けた
   金属チップが第一電極に対向配置されるように上記碍子
   を金属ハウジングに装着固定する装着工程を行うことを
   特徴とするスパークプラグの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において，上記識別手段は，第
   二電極の先端面又は側面に付与された，溝状，凸状，ツ
   ノ状，線状，又は点状の識別マークであることを特徴と
   するスパークプラグの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４又は５において，上記識別手段
   は，平坦部形成工程において形成することを特徴とする
   スパークプラグの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか１項において，
   上記装着工程における識別手段の位置決めは，第二電極
   を固定した碍子を金属ハウジングの内孔内に挿入する以
   前に行うことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項において，
   塑性加工工程において，上記金属チップを接合した上記
   第二電極の平坦部を，塑性加工により略円柱状に成形
   し，上記金属チップの接合部位以外の部位に，平坦部を
   残しておくことを特徴とするスパークプラグの製造方
   法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項において，
   塑性加工工程において，上記金属チップを接合した上記
   第二電極の先端部を，塑性加工により楕円柱状に成形す
   ることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項におい
    て，塑性加工工程において，上記金属チップを接合した
    上記第二電極の先端部を，塑性加工により，長径と短径
    との差が０．０５ｍｍ以上の楕円柱状に成形することを
    特徴とするスパークプラグの製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項におい
    て，上記第一電極は接地電極であり，上記第二電極は中
    心電極であることを特徴とするスパークプラグの製造方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項におい
    て，上記金属チップは，貴金属又はその合金であること
    を特徴とするスパークプラグの製造方法。